(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単電池を複数個接続して構成される電池群と前記各単電池の電圧を計測するセルコントローラとを有するバッテリモジュールと、前記セルコントローラにより計測された電圧を用いて前記バッテリモジュールの状態を監視するバッテリコントローラとを備えたバッテリユニット装置において、
前記電池群は複数個の組電池を接続して構成されており、前記各組電池は前記バッテリコントローラで演算された組電池単位の状態情報を保存するためのメモリを有しており、
前記バッテリコントローラは、前記セルコントローラにより計測された電圧を用いて前記組電池単位の状態情報を作成する状態情報作成部と、前記状態情報作成部で作成された組電池単位の状態情報に対応して該状態情報をそれぞれ保存すべきメモリを指定するメモリ指定部とを有し、前記バッテリモジュールに対し交換可能に接続されている、
ことを特徴とするバッテリユニット装置。
【請求項２】
前記電池群は交換可能な複数個の組電池を接続して構成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリユニット装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリユニット装置に係り、特に、電池群を有するバッテリモジュールとバッテリモジュールの状態を監視するバッテリコントローラとを備えたバッテリユニット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電気自動車（ＰＥＶ、ＨＥＶ）等で用いられる電池は、複数個の単電池を接続した組電池をさらに複数個、直列ないし直並列に接続することでバッテリモジュールとして構成されている。このバッテリモジュールを安全かつ効率的に使用するためにはバッテリコントローラが必要であり、通常、バッテリモジュールとバッテリコントローラで構成されたバッテリユニット装置として電気自動車等に搭載されている。
【０００３】
電池は、過去の使用状況によって寿命や出力できる容量、出力ピーク値などが異なってくる。このため、現在までの使用状況を把握し、適切な使用方法を判断する必要があり、電池の状態を演算する機能はバッテリコントローラがその役割を担っている。従って、過去の使用状況等を記憶しておく必要があり、これらを記憶するためのメモリは、電池状態を演算したバッテリコントローラ内に備えていることが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０２８８６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バッテリコントローラが故障し交換する際に、バッテリコントローラ内のメモリも交換することになり、記憶していた現在までの状態情報が不明になってしまい、バッテリモジュールが継続して使用可能にもかかわらず、バッテリモジュールとバッテリコントローラとで構成されるバッテリユニット装置全体の交換を余儀なくされる、という問題があった。
【０００６】
本発明は上記事案に鑑み、バッテリコントローラを交換する際にバッテリモジュールを継続して使用可能なバッテリユニット装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、単電池を複数個接続して構成される電池群と前記各単電池の電圧を計測するセルコントローラとを有するバッテリモジュールと、前記セルコントローラにより計測された電圧を用いて前記バッテリモジュールの状態を監視するバッテリコントローラとを備えたバッテリユニット装置において、前記電池群は複数個の組電池を接続して構成されており、前記各組電池は前記バッテリコントローラで演算された組電池単位の状態情報を保存するためのメモリを有しており、前記バッテリコントローラは、前記セルコントローラにより計測された電圧を用いて前記組電池単位の状態情報を作成する状態情報作成部と、前記状態情報作成部で作成された組電池単位の状態情報に対応して該状態情報をそれぞれ保存すべきメモリを指定するメモリ指定部とを有し、前記バッテリモジュールに対し交換可能に接続されている、ことを特徴とする。
【０００８】
本発明では、バッテリモジュール側の電池群は複数個の組電池を接続して構成されており、各組電池はバッテリコントローラで演算された組電池単位の状態情報を保存するためのメモリを有している。一方、バッテリコントローラは、セルコントローラにより計測された電圧を用いて組電池単位の状態情報を作成する状態情報作成部と、状態情報作成部で作成された組電池単位の状態情報に対応して該状態情報をそれぞれ保存すべきメモリを指定するメモリ指定部とを有しており、組電池単位の状態情報が各組電池のメモリに保存される。また、バッテリコントローラはバッテリモジュールに対し交換可能に接続されている。このため、バッテリモジュールの各組電池の状態情報は各組電池内のメモリに残り、バッテリコントローラが故障し交換しても、メモリに残っている情報から適切な制御ができ、継続してバッテリモジュールを使用することができる。
【０００９】
本発明において、電池群は交換可能な複数個の組電池を接続して構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、バッテリモジュールの各組電池の状態情報は各組電池内のメモリに保存されるので、バッテリコントローラを交換してもバッテリモジュールを継続して使用することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１実施形態）
以下、図面を参照して、バッテリユニット装置の第１の実施の形態について説明する。なお、本実施形態は本発明の範囲内のものではなく、本発明が適用される第２実施形態（後述）の参考までに示したものである。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のバッテリユニット装置は、バッテリモジュールＵ１と、バッテリモジュールＵ１の状態を監視するバッテリコントローラＵ２とを備えている。
【００１３】
バッテリモジュールＵ１は、例えば、リチウムイオン二次電池等の単電池を多数個接続した電池群Ａ１と、電池群Ａ１を構成する各単電池の電圧を計測するセルコントローラユニットＡ２と、電池群Ａ１を構成する各単電池のデータ（状態情報）を保存するためのメモリＡ３とで構成されている。なお、本形態では、電池群Ａ１は、単電池Ｃ１〜Ｃ４８の４８個の単電池を直列接続して構成されている。各単電池Ｃ１〜Ｃ４８の定格電圧を４Ｖとすると、電池群Ａ１の＋端子（単電池Ｃ１の正極端子）、−端子（単電池Ｃ４８の負極端子）間で１９２Ｖの電圧を得ることができる。
【００１４】
電池群Ａ１からは各単電池Ｃ１〜Ｃ４８の電圧を計測するための電圧検出線Ｈ１がコネクタを介して導出されており、電圧検出線Ｈ１の他端側はコネクタを介してセルコントローラユニットＡ２に接続されている。セルコントローラユニットＡ２側では、４個の単電池毎にセルコントローラＥ１〜Ｅ１２に分けて管理している。各セルコントローラＥ１〜Ｅ１２は、マルチプレクサ、差動増幅器等を含んで構成され、管理対象の単電池の電圧を検出する電圧検出回路Ｄ１〜Ｄ１２を有している。例えば、セルコントローラＥ１では電圧検出回路Ｄ１で単電池Ｃ１〜Ｃ４の電圧を計測し、セルコントローラＥ２では電圧検出回路Ｄ２で単電池Ｃ５〜Ｃ８の電圧を計測する。このような電圧検出回路は、公知のように、各単電池の容量を均一にするための容量調整用抵抗やＦＥＴ等のスイッチを有して構成される容量調整回路を備えていてもよい。各電圧検出回路Ｄ１〜Ｄ１２はセルコントローラユニットＡ２内のデータ集積回路Ｂ１に接続されており、各単電池Ｃ１〜Ｃ４８の電圧データはデータ集積回路Ｂ１へ集められる。
【００１５】
一方、バッテリコントローラＵ２は、取得する電圧データを指定するデータ指定回路Ｂ２と、Ａ／Ｄコンバータを有し指定した単電池の電圧データを取得するデータ取得回路Ｂ３を備えており、これらの制御はデータ制御回路Ｂ４で行われる。また、バッテリコントローラＵ２は演算回路Ｂ５を備えており、演算回路Ｂ５は取得した各単電池Ｃ１〜Ｃ４８の電圧データからバッテリモジュールＵ１（単電池Ｃ１〜Ｃ４８）の電池状態を演算する。このような電池状態には、例えば、各単電池Ｃ１〜Ｃ４８の充電状態（ＳＯＣ）が含まれる。また、バッテリコントローラＵ２は電池群Ａ１の総電圧を検出する総電圧検出回路、電池群Ａ１に流れる充放電電流を検出する電流検出回路、電池群Ａ１を構成する単電池の温度を検出する温度検出回路を有してもよく、このような態様では、演算回路Ｂ５はこれらのデータから各単電池の内部抵抗値を含む電池状態を算出したり、温度補正を行って精度の高い状態情報を得ることができる。
【００１６】
さらに、バッテリコントローラＵ２は、バッテリモジュールＵ１内のメモリＡ３から読み込んだデータである読込データＢ７と、演算回路Ｂ５とからバッテリコントローラＵ２全体の制御内容を決定するバッテリ制御回路Ｂ８を備えている。また、バッテリ制御回路Ｂ８は、メモリＡ３に保存するための保存データ（電池群Ａ１を構成する各単電池Ｃ１〜Ｃ４８の状態情報）を作成する。
【００１７】
なお、上述したＢ２〜Ｂ８の機能は一般的なマイクロコンピュータと制御回路を用いて実現可能である。また、バッテリモジュールＵ１とバッテリコントローラＵ２間のデータのやり取りは、一般的に用いられるシリアル通信などで実現可能である。
【００１８】
本実施形態のバッテリユニット装置によれば、バッテリコントローラＵ２を交換しても、メモリＡ３に保存したデータが残っているので、バッテリモジュールＵ１を継続して使用することができる。なお、バッテリコントローラＵ２は起動した際に、メモリＡ３のデータを読み込む。このとき、読込データＢ７に電池ユニット使用時間が含まれていれば、保存データは読込データの値に加算していけば使用時間は積算される。セルコントローラユニットＡ２を交換しても同様の効果が得られる。ただし、電池群Ａ１を交換する際はメモリＡ３を交換、もしくは、データの初期化が必要となる。
【００１９】
（第２実施形態）
次に、本発明に係るバッテリユニット装置の第２の実施の形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態における電池群を複数個の組電池を接続することで構成するとともに、メモリＡ３に代えて、各組電池内にメモリを設けたものである。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる箇所のみ説明する。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態のバッテリユニット装置は、電池群Ａ１が、単電池４個を直列接続して構成された組電池Ｆ１〜Ｆ１２を、直列接続して構成されている。組電池Ｆ１〜Ｆ１２は、それぞれ、４個の単電池とメモリＭ１〜Ｍ１２で構成されている。例えば、組電池Ｆ１は直列接続された単電池Ｃ１〜Ｃ４とメモリＭ１とを有して構成されており、各組電池が交換可能な最小単位となる。セルコントローラユニットＡ２は、組電池Ｆ１〜Ｆ１２に搭載されたメモリＭ１〜Ｍ１２のデータを集積するためのメモリデータ集積回路Ｂ９を有している。
【００２１】
一方、バッテリコントローラＵ２側は、取得するメモリデータを指定するメモリデータ指定回路Ｂ１０をメモリデータ制御回路Ｂ１１で制御し、指定したメモリデータを各組電池Ｆ１〜Ｆ１２内に配置されたメモリＭ１〜Ｍ１２からメモリデータ集積回路Ｂ９を通じて読み込む。また、バッテリ制御回路Ｂ８は、メモリＭ１〜Ｍ１２に保存する保存データＢ６を作成し、メモリデータ制御回路Ｂ１１で制御してメモリデータ指定回路Ｂ１０で書き込むメモリを指定し各組電池内に配置されたメモリＭ１〜Ｍ１２へデータを書き込む。従って、メモリＭ１〜Ｍ１２には、それぞれ組電池単位（組電池を構成する各単電池）の状態情報が保存される。
【００２２】
バッテリコントローラＵ２を交換しても各組電池のメモリＭ１〜Ｍ１２に保存したデータが残っているのでバッテリモジュールＵ１は継続して使用することができる。セルコントローラユニットＡ２を交換しても同様の効果が得られる。また、例えば、組電池Ｆ１を交換する際はメモリＭ１も交換されるため、他のユニットは継続して使用することができる。
【００２３】
なお、本形態において、第１実施形態と同様にメモリＡ３を有していてもよい。このような態様では、メモリＭ１〜Ｍ１２の保存データとメモリＡ３の保存データとを対照し、異なる場合には交換があったものとみなしてメモリＭ１〜Ｍ１２の保存データを優先したり、破損等によりメモリＭ１〜Ｍ１２のいずれかにアクセスが不能なときは、対応するメモリＡ３の保存データを優先するようにしてもよい。このため、信頼性を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明はバッテリコントローラを交換する際にバッテリモジュールを継続して使用可能なバッテリユニット装置を提供するものであるため、バッテリユニット装置の製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明が適用可能な第１実施形態のバッテリユニット装置のブロック図である。
【図２】本発明が適用可能な第２実施形態のバッテリユニット装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００２６】
Ａ１  電池群
Ａ２  セルコントローラユニット
Ａ３  メモリ
Ｂ８  バッテリ制御回路（状態情報作成部）
Ｂ１０  メモリデータ指定回路（メモリ指定部の一部）
Ｂ１１  メモリデータ制御回路（メモリ指定部の一部）
Ｅ１、Ｅ２、・・・、Ｅ１２  セルコントローラ
Ｆ１、Ｆ２、・・・、Ｆ１２  組電池
Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍ１２  メモリ
Ｕ１  バッテリモジュール
Ｕ２  バッテリコントローラ
【図１】
0005268291.tif 000002
【図２】
0005268291.tif 000003